反應機理與催化
酶催化(enzyme catalysis)
想象一台配鑰匙的機器,形狀精準到只有某一種鑰匙坯能滑進去,一旦坯被固定到位,切削便幾乎毫不費力地完成。活細胞裡充滿了這樣的機器,由蛋白質構成,它們抓住某一種特定的分子,引導它平順地經歷一次化學變化,然後鬆手再抓下一個。這些蛋白質機器就是酶,它們帶來的加速就是酶催化。
更準確地說,酶催化是由酶——通常是蛋白質,偶爾是 RNA——對某個生化反應的加速。酶把它的反應物(底物)結合在一個形狀精確的口袋裡,這個口袋叫活性位點;它降低反應的活化能,釋放出產物,自己原封不動地脫出,再去作用一次。酶快得驚人,也專一得驚人,常常把反應加快上百萬乃至上億倍,而在擁擠的細胞湯裡只作用於其中一種分子。
為什麼重要:幾乎每一個維持你生命的反應——消化食物、複製 DNA、釋放能量——都由某種酶來運轉,因為若不催化,這些反應在體溫下會慢得不可接受。誠實的提醒是:酶很嬌嫩:高溫、極端酸度或某些毒物都能改變它的形狀、讓它失效;而且像任何催化劑一樣,它們只能加快反應,絕不會讓一個熱力學上向上爬坡的反應自行進行。
過氧化氫會作為有毒的副產物在你的細胞裡累積。過氧化氫酶抓住它,把它轉化成無害的水和氧氣,速度之快,使得單單一個過氧化氫酶分子每秒就能處理上百萬個過氧化氫分子——這就是為什麼傷口上抹過氧化氫,一接觸活組織就立刻冒泡。
一個過氧化氫酶分子每秒清除上百萬個過氧化氫分子。
酶是生物催化劑,所以催化劑的所有常規規則都適用:不被消耗、不改變平衡、只加快速度。它們的特別之處在於極高的專一性,以及對溫度和 pH 的敏感。
又稱
另見